基于AVR單片機(jī)捕獲中斷實(shí)現(xiàn)紅外線解碼的方法介紹

　　AVR單片機(jī)是Atmel公司推出的一個(gè)單片機(jī)系列。由于該系列單片機(jī)的集成度高，因此，其軟/硬件設(shè)計(jì)都變得更加簡潔。文中介紹通過AVR單片機(jī)的捕獲中斷來實(shí)現(xiàn)紅外線通訊解碼的一種方法。

　　1 紅外線編碼

　　家電遙控中常用的紅外線編碼電路有μPD6121G型HT622型和7461型等。本文就以這些電路的編碼格式來討論怎樣使用AVR單片機(jī)的捕獲中斷功能來實(shí)現(xiàn)其解碼。

　　紅外線通訊的發(fā)送部分主要是把待發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一定格式的脈沖，然后驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光管向外發(fā)送數(shù)據(jù)。接收部分則是完成紅外線的接收、放大、解調(diào)，還原成同步發(fā)射格式相同(但高、低電位剛好相反的脈沖信號(hào)。這些工作通常由一體化的接收頭來完成，主要輸出TTL兼容電平。最后通過解碼把脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。圖1是一個(gè)紅外線遙控制系統(tǒng)的原理框圖。

　　圖2示出該紅外遙控系統(tǒng)的編碼格式。圖中，μPD6121G遙控器的二進(jìn)制“0”由0.56ms的間隔加0.565ms的脈沖表示;二進(jìn)制“1”由0.56ms的間隔加1.685ms的脈沖表示。每次發(fā)送的32二進(jìn)制碼可分成兩部分，其中前16位是遙控器辨識(shí)碼，主要用于區(qū)別不同遙控器，后16位是操作碼。這兩個(gè)部分的后8位都是前8位的反碼，用作數(shù)據(jù)校驗(yàn)。每幀數(shù)據(jù)以9ms的間隔加4.5ms的脈沖作為數(shù)據(jù)頭。

　　2 AVR單片機(jī)

　　AVR系列單片機(jī)是Atmel公司于1997年推出的一款全新配置的、采用精簡指令(RISC-Redued Instruction Set CPU)結(jié)構(gòu)的新型8位單片機(jī)。由于AVR單片機(jī)采用單指令操作，所以，在相同時(shí)鐘的情況下，AVR的指令周期只有8051型機(jī)的1/2，而且AVR采用兩極指令流水線，可以在執(zhí)行當(dāng)前指令的同時(shí)獲取下一條指令，所以具備1MI/s/MHz的調(diào)整處理能力。不同于8051型機(jī)的是AVR采用32個(gè)通用工作寄存器，克有了單一累加器數(shù)據(jù)處理帶來的瓶勁現(xiàn)象，從而使得指令代碼更加靈活，編碼更容易。此外，AVR中還集成了A/D、PWM、EEPROM、FLASH、SPI、WTD、IIC、T/C等功能，使外圍電路變得很簡單。

　　3 基于AVR單片機(jī)的硬件實(shí)現(xiàn)

　　本文以AVR系列中高性價(jià)比的Atmage8為例，利用16位時(shí)鐘單元T/C1的捕獲中斷來實(shí)現(xiàn)紅外線解碼。T/C1內(nèi)部的輸入捕獲單元可以應(yīng)用于精確捕獲外部發(fā)生的事情，亦即事件發(fā)生的時(shí)間印記(time-stamp)。當(dāng)一個(gè)輸入捕獲事件發(fā)生在外部引腳ICPI上的邏輯電平也隨之發(fā)生變化時(shí)，T/C1的計(jì)數(shù)值將被拷貝到捕獲寄存器ICR1并設(shè)置捕獲中斷標(biāo)志，如果捕獲中斷允許并且總中斷IE打開，系統(tǒng)則進(jìn)入中斷服務(wù)程序。這種捕獲中斷通常用于頻率和周期的精確測量，如電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的測量。本文介紹怎樣利用這一功能測量紅外線脈沖的脈寬以實(shí)現(xiàn)紅外傳輸?shù)慕獯a。捕獲中斷的觸發(fā)可以是ICP1引腳上電平變化的上升沿，也可以是下降沿。根據(jù)前述脈沖調(diào)制規(guī)則，現(xiàn)以下降沿為觸發(fā)事件來進(jìn)行討論。

　　圖3是該系統(tǒng)的工作時(shí)序圖，圖中，一個(gè)下降沿到下一個(gè)下降沿之間剛好是一個(gè)脈沖加一個(gè)間隙的時(shí)間，這樣，根據(jù)編碼規(guī)則，這個(gè)時(shí)間長度所對應(yīng)的信號(hào)關(guān)系如下：

　　數(shù)據(jù)頭的時(shí)間：Th=9+4.5=13.5ms

　　數(shù)據(jù)“0”的時(shí)間：T0=0.565+0.56=1.125ms

　　數(shù)據(jù)“1”的時(shí)間：T1=1.685+0.56=2.245ms